JPH04191089A

JPH04191089A - 光情報記録媒体

Info

Publication number: JPH04191089A
Application number: JP2320811A
Authority: JP
Inventors: Hiroko Iwasaki; 岩崎　博子; Yukio Ide; 由紀雄井手; Masato Harigai; 真人針谷; Yoshiyuki Kageyama; 喜之影山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1992-07-09
Anticipated expiration: 2015-07-04
Also published as: JP3058443B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は光情報記録媒体、特に相変化型情報記録媒体で
あって、光ビームを照射することにより記録層材料に相
変化を生じさせ、情報の記録、再生を行い、かつ書換え
が可能である光情報記録媒体に関するものであり、光メ
モリー関連機器に応用される。

［従来の技術］電磁波、特にレーザービームの照射による情報の記録、
再生及び消去可能な光メモリー媒体の一つとして、結晶
−非晶質層間あるいは結晶−結晶相聞の転移を利用する
、いわゆる相変化型記録媒体かよく知られている。特に
光磁気メモリーでは困難な単一ビームによるオーバーラ
イドか可能であり、ドライブ側の光学系もより単純であ
ることなどから最近その研究開発が活発になっている。

その代表的な材料例として、ＵＳＰ　３，５３０，４４
１に開示されているようにＧｅ　−Ｔｅ。

Ｇｅ−Ｔｅ−８ｎ、　Ｇｅ−Ｔｅ−３、Ｇｅ−８ｅ−９
５Ｇｅ−３ｅ−８ｂ、Ｇｅ−Ａｓ−８ｅ、　　Ｉｎ−Ｔ
ｅ、　　５ｅ−ＴｅＳ　５ｅ−Ａｓなどのいわゆるカル
コゲン系合金材料があげられ”る。又、安定性、高速結
晶化などの向上を目的にＧｅ　−Ｔｅ系にＡｕ（特開昭
６１　２１９６９２）　、Ｓｎ及びＡｕ（特開昭Ｅｉｌ
−２７０１９０）　、Ｐ　ｄ　（特開昭６２−１９４９
０）等を添加した材料の提案や、記録／消去の繰返し性
能向上を目的にＧｅ　−Ｔｅ　−Ｓｅ　−Ｓｂの組成比
を特定した材料（特開昭ｅ２−７３４３８）の提案など
もなされている。しかしながら、そのいずれもが相変化
型書換え可能光メモリー媒体として要求される諸物件の
すべてを満足しうるちのとはいえない。特に記録感度、
消去感度の向上、オーバーライド時の消しのこりによる
消去比低下の防止、並びに記録部、未記録部の長寿命化
が解決すべき最重要課題となっている。

又、特開昭Ｈ−２５１２９０では結晶状態が実質的に三
元以上の多元化合物単相からなる記録層を具備した光記
録媒体が提案されている。ここで実質的に三元以上の多
元化合物単相とは三元以上の化学量論組成をもった化合
物（例えばｌｎｚ　５ｂＴｅ２）を記録層中に９０原子
％以上含むものとされている。このような記録層を用０
ることにより、記録、消去特性の向上が図れるとしてい
る。しかしながら消去比か低いこと、記録、消去に要す
るレーザーパワーはいまだ十分に低減されてはいないこ
と等の欠点を有している。

これらの事情から消去比が高く、高感度の記録、消去に
適する記録材料の開発が望まれていた。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、上記従来技術に比較して下記の点を改良した
光情報記録媒体を提供しようとするものである。

（１）消去比の飛躍的向上〈２）高速記録、消去特性の向上［課題を解決するための手段］そこで本発明者等は改善に鋭意研究を重ねた結果、前述
課題を解決できる記録材料を見出した。即ち、本発明は
、基板上に設けられた記録層中に、主成分として下記一
般式で表わされる物質を含有することを特徴とするもの
である。

Ａｇａ　　Ｉｎ、Ｔｅ、Ｓｂａたたし、５≦α≦１７　（ａｔ　、％）６≦β≦１８（ａｔ、％）１３≦γ≦３８（ａｔ、％）３３≦δ≦７７（ａｔ、％） α十β十γ＋δｗ１００ここてα、β、γ、δは記録膜中に含まれる各元素の平
均組成を表す。これらの値は、例えば、オージェ電子分
光法、Ｘ線光電子分光法、２次イオン質量分析、ラザフ
ォード後方散乱分析等で測定される量である。

以下本発明を添付図面に基づき説明する。第１図は本発
明の構成例を示すものである。基板（１）上に耐熱性保
護層（２）、記録層（３）、耐熱性保護層（４）、反射
層（５）が設けられている。

耐熱性保護層は必ずしも記録層の両側に設ける必要はな
く、耐熱性保護層（２）のみ、あるいは耐熱性保護層（
４）のみの構造でもよい。基板がポリカーボネート樹脂
のように耐熱性が低い材料の場合には耐熱性保護層（２
）を設けることが望ましい。

本発明の記録層は各種気相成長法、例えば真空蒸着法、
スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イ
オンブレーティング法、電子ビーム蒸着法等によって形
成できる。気相成長法以外にゾルゲル法のような湿式プ
ロセスも適用可能である。記録層の膜厚としては２００
〜１００００　人、好適１こは５００〜３０００人とす
るのがよい。２００人より薄いと光吸収能が著しく低下
し、記録層としての役割を果たさなくなる。また、１０
０００人より厚いと高速で均一な相変化が起こりにくく
なる。

基板の材料は通常ガラス、セラミクス、あるいは樹脂で
あり、樹脂基板が成形性、コスト等の点で好適である。

樹脂の代表例としてはポリカーボネート樹脂、アクリル
樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニト
リル−スチレン共重合体樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ
プロピレン樹脂、シリコン系樹脂、フ・ソ素系樹脂、Ａ
ＢＳ樹脂、ウレタン樹脂等があげられるが、加工性、光
学特性等の点でポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂
が好ましい。又、基板の形状としてはディスク状、カー
ド状あるいはシート状であってもよい。

耐熱性保護層の材料としては、ＳｉＯ１Ｓｉ０　２　、
　ＺｎＯＳ　ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ｒｎ２
０３、ＭｇＯ，Ｚ　ｒｏ２等の金属酸化物、Ｓｉ３Ｎ４
、ＡＩＮ、ＴｉＮ、ＢＮＳＺｒＮなどの窒化物、Ｚ　ｎ
　Ｓ　５Ｉｎ２Ｓ３、ＴａＳ＜等の硫化物、ＳｉＣ。

ＴａＣ，Ｂ４　Ｃ５ＷＣ，ＴｉＣ，ＺｒＣなどの炭化物
やダイヤモンド状カーボンあるいはそれらの混合物があ
げられる。これらの材料は単体で保護層とすることもで
きるが、お互いの混合。

物としてもよい。又、必要に応じて不純物を含んでいて
もよい。但し、耐熱性保護層の融点は記録層の融点より
も高いことが必要である。このような耐熱性保護層は各
種気相成長法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、
プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンブレーティング
法、電子ビーム蒸着法等によって形成できる。

耐熱性保護層の膜厚としては２００〜５０００　Ａ、好
適１こは５００〜３０００人とするのがよい。　２００
人より薄くなると耐熱性保護層としての機能を果たさな
くなり、逆に５０００人よりも厚くなると、感度の低下
をきたしたり、界面剥離を生じやすくなる。又、必要に
応じて保護層を多層化することもできる。

反射層としてはＡＩ、Ａｕなどの金属材料、またはそれ
らの合金などを用いることができるが、必ずしも必要で
はない。このような反射層は各種気相成長法、例えば真
空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光Ｃ
ＶＤ法、イオンブレーティング法、電子ビーム蒸着法等
によって形成できる。

記録、再生及び消去に用いる電磁波としてはレーザー光
、電子線、Ｘ線、紫外線、可視光線、赤外線、マイクロ
波等、数種のものが採用可能であるが、ドライブに取付
ける際、小型でコンパクトな半導体レーザーが最適であ
る。

［実施例］以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。ただ
し、これらの実施例は本発明をなんら制限するものでは
ない。

実施例１ピッチ１．６μ１１深さ　７００人の溝付き、厚さ１．
２■、直径８６＋ａｗφのポリカーボネート基板上にｒ
ｆスパッタリング法により耐熱保護層、記録層、耐熱保
護層、反射層を順次積層し、評価用光ディスクを作製し
た。基板上に設ける記録材料としてＡｇｚｌ　ｎｚＴｅ
２ｇｓｂｓ、を用い、膜厚は１０００人とした。膜中に
含まれる元素の組成比はオージェ電子分光方法を用いて
求めた。

反射層はＡ１を用い、膜厚５００人とした。耐熱保護層
はＳｉ３Ｎ４を用い膜厚は基板側２０００人、反射層側
１０００人とした。

光ディスクの評価は８３０ｒ＋Ｉ１１の半導体レーザー
光をＮＡ−０，５のレンズを通して媒体面で１μＷφの
スポット径にしぼり込み基板側から照射することにより
行った。

製膜後の記録膜は非晶質であったが、測定に際し最初に
媒体面で９ｍＷのＤＣ光でディスク全面を十分に結晶化
させ、それを初期（未記録）状態とした。この時のディ
スクの線速度は、７ｗ／ｓｅｃ、及び９ＩＩｌ／ｓｅｃ
とした。

記録条件は、線速度７ｍ／ｓｅｃにおいては周波数４Ｍ
Ｈｚとし、線速度９ｆｆｌ／ｓｅｃにおいては５．ｌＩ
ＭＨｚとした。この条件のもとではマーク長は０．８８
μ−で一定である。

記録レーサーパワー（Ｐｗ）４４１１ｗカラ１９Ｉｗま
で変化させた。消去レーザーパワー（Ｐｅ）は初期化に
要するパワーと同じ＜　９ｍＷとした。

読み取りパワー（Ｐｒ）は１ｍＷとした。

第２図、第３図に初期化後のディスクに記録したマーク
のＣ／Ｎ　（キャリア対ノイズ比）値及びＤＣ光による
消去後の消去比と、記録レーザーパワー（Ｐ　ｗ　）と
の関係を示す。図中、・は記録時のＣ／Ｎ値を示し、矢
印の長さはＤＣ光消去により消去されたＣ／Ｎ値を示す
。

これらの図かられかるように、どちらの線速においても
Ｃ／Ｎの１００％消去が実現している。

また、線速を速くしても、Ｃ／Ｎが最高となる最適記録
パワーはあまり高パワー側にシフトし”ていない。この
ことから、Ａｇ＋＋夏ｎ　、、Ｔ　ｅ　２゜５ｂｓｓ記
録層を有するディスクは比較的高速での記録、消去特性
にも充分対応できることがわ。

かる。

実施例２記録層として、Ａ　ｇ　＋ｓｌ　ｎ　１ｂＴ　ｅ　３２
Ｓ　ｂ　３７を用いたディスクを作製した。ディスク層
構成は実施例１と同様である。製膜後の記録膜はやはり
非晶質である。測定は線速度５．６ｉ／５ｅｅＳ７＋ａ
／５ｅａｓ　９■／ｓｅｅで行った。初期化に要したＤ
Ｃ光パワーは、線速度５．８■／ｓｅｅにおいては８ｔ
ａ’ｄ　ｓ線速度７■／ｓｅｅにおいては９ｍν、線速
度９ｍ／ｓｅｃにおいては１０ｍＷであった。記録条件
は、線速度５，６１７ｓｅｃにおいては周波数３．１８
ＭＨｚとし、線速度７ＩＩ／ｓｅｃにおいては周波数４
ＭＨｚとし、線速度９ｍ１ｓｅｃにおいては５．１１Ｍ
Ｈｚとした。この条件のもとではマーク長は０．８８μ
匝で一定である。

記録レーザーパワー（Ｐｗ）は４ｍＷから１９ｎ＋Ｗま
で変化させた。消去レーザーパワー（Ｐｅ）は初期化に
要するパワーと同じとした。読み取りパワー（Ｐｒ）は
１ｍＷとした。

第４図、第５図、第６図に、それぞれ線速度５．６■／
ｓｅｅ、　７■／ｓｅｅ、　９■／ｓｅｅにおける初期
化後のディスクに記録したマークのＣ／Ｎ　（キャリア
対ノイズ比）値及びＤＣ光による消去後の消去比と、記
録レーザーパワー（Ｐ　ｗ　）との関係を示す。

これらの図かられかるように、Ａｇ＋ｓＩｎ、６Ｔ　ｅ
　３２Ｓ　ｂ　３．を記録層として用いたディスクも記
録されたＣ／Ｎの１００％消去か可能である。

また、線速度を９■／ｓｅｅから７■／ｓｅｅ、　５．
６■／ｓｅｅと遅くしていくにつれて、徐々に１００％
消去可能な領域が広がっていくことがわかる。従って、
Ａｇ、５Ｉｎ、６Ｔｅ、２Ｓｂ３．記録層は比較的低速
の記録、消去に適していると言える。

比較例比較例として、記録層としてＡ　ｇ　２４１　ｎ２５Ｔ
　ｅ　ａ　＋　Ｓ　ｂ　＋。を用いたディスクを作製し
た。ディスク層構成は実施例］、２と同様である。製膜
後の記録膜はやはり非晶質である。測定は線速度５．６
■／ｓｅｅ、　７■／ｓｅｅで行った。初期化に要した
ＤＣ光パワーは、どちらの線速度においても８ｍＷであ
った。記録条件は、線速度５．６■／ｓｅｅにおいては
周、波数３．１８ＭＨｚとし、線速度７ｍ／ｓｅｃにお
いては周波数４ＭＨｚとた。この条件のもとではマーク
長は０．８８μ−で一定である。

記録レーザーパワー（Ｐ　ｗ　）は４ｍＷから１９ｍＷ
まで変化させた。消去レーザーパワー（Ｐｅ）は初期化
に要するパワーと同じとした。読み取りパワー（Ｐ　ｒ
）はｌ■讐とした。

第７図、第８図に、それぞれ線速度５．６■／ｓｅｅ。

７■／ｓｅｅにおける初期化後のディスクに記録したマ
ークのＣ／Ｎ　（キャリア対ノイズ比）値及びＤＣ光に
よる消去後の消去比と、記録レーザーパワー（Ｐｗ）と
の関係を示す。

これらの図かられかるように、Ａｇ２４Ｉｎ２５Ｔｅ４
□Ｓｂ＋ｏ記録層を用いたディスクでは、消去前と比べ
て消去後にはほとんどＣ／Ｎは変化しておらず、実施例
１．２のような１００％消去は非常に困難であるといえ
る。

［発明の効果］以上説明したように、本発明の光情報記録媒体は、下記
の効果を奏する優れたものである。

（１）消去率の飛躍的向上（１００％消去）（２）高速
記録、消去特性の向上

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の情報記録媒体の一例の構成を示す断面
の模式図、第２図乃至第８図はそれぞれ初期化後のディスクに記録
したマークのＣ／Ｎ　（キャリア対ノイズ比）値及びＤ
Ｃ光による消去後の消去比と、記録レーザーパワー（Ｐ
　ｗ）との関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上に設けられた記録層中に、主成分として下
記一般式で表わされる物質を含有することを特徴とする
光情報記録媒体。Ａｇ、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｓｂ、ただし、５≦α≦１７（ａｔ．％）６≦β≦１８（ａｔ．％）１３≦γ≦３６（ａｔ．％）３３≦δ≦７７（ａｔ．％） α＋β＋γ＋δ＝１００